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高清视频监控规模化应用的现实障碍

时间:2011-05-31 来源:中关村在线 作者:小甜甜 点击:

  在2010年11月的安防展上,无论是展馆的户外广告还是馆内企业展台,展示的重点始终是高清。从前端到后端,几乎所有监控厂家都推出了高清产品。然而,透过展馆内的繁华热闹喧嚣,业内人士并未失去对高清监控发展现状的清醒认识和理性思考:什么才是真正意义上的高清监控?高清监控的发展水到渠成了吗?当前要解决哪些问题?

  在对高清的概念和高清的指标上,市场还存在一些不同的认识:首先是对视频监控领域高清的标准界定和定义。视频监控领域沿用的是广电的标准。按照SMPTE等权威机构制定的相关标准,FullD1或4CIF不是高清。视频高清有720P(1280P*720,逐行)、1080i(1920*1080,隔行)与1080P(1920*1080,逐行)三种形式,真正的高清视频是指720P,1080i,1080P以上的分辨率;将DVR以多路D1画面合成高清视频的输出信号不是高清。真正的高清是从前端开始的,每一路图像都达到高清分辨率,只有这样才能保证视频采集、编码、传输、浏览、录像、回放等全面高清;高清不应以静态图像像素或不实时的视频图像来衡量,而应该以动态视频分辨率和一定的帧率作为评判标准;通过图像处理如视频拉伸等手段,使得输出分辨率达到720P格式,但由于摄像机参数不够,视频输出实际上达不到高清水平解析度(如700线以上)指标要求,这种摄像机并不能称其为真正意义上的高清摄像机。高清视频监控涉及到监控系统的诸多环节,从前端摄像机信号采集到输出,再到记录存储和现实设备,只要有一个环节满足不了要求,就达不到系统的高清要求。所以,只能拍摄高清的图像时不够的,这些图像只有通过传输设备到达存储设备及显示设备才有意义。对客户而言,高清只有在包含了高清摄像机、高清球机、配套的高清云台、高清视频编解码设备或管理平台、存储系统、浏览、显示等各个环节时才有意义,而不仅仅是单纯的一个高清网络摄像机。

  影响高清监控规模化应用的技术瓶颈和障碍

  除了市场上存在的对高清监控概念和标准认识的误区,影响高清规模化应用的瓶颈,首先是技术问题,高清的推广在技术上还存在障碍。例如,CCD传感器的功耗、CMOS传感器的宽动态问题。其次是产品价格还偏高。再次是用户的认识和接受有个过程。

 目前,市场上主要的高清监控设备是高清摄像机。在成本,低照度和灵敏度等关键问题上,大部分高清摄像机表现的并不尽如人意。目前IP高清摄像机用到的芯片有两种,一种是CCD的,这种芯片的技术比较成熟,但是成本较高;而另一种CMOS芯片则较为便宜,但是它的缺点是在低照度的情况下噪点较多。由于大部分的高清摄像机都采用CMOS传感器,其对光线的灵敏度较低,即使是采用百万像素CCD的传感器也要比普通的低照度CCD灵敏度也要低许多。到了夜间就是漆黑一片,而监控大部分所要防范的时间段恰恰又是在夜间,这样就会使期望值很高的视频高清系统成了一个摆设。

  也正是高清监控摄像机在生产中的技术问题并未得到解决,就高清监控的生产来说,虽然70%以上的厂商都声称推出了高清监控,但实际上,有能力推出真正意义上的高清监控产品的厂商还是少数。深圳波粒智能科技股份有限公司总经理毛忠彪认为:“要做百万高清,并非简简单单买套方案就OK了,百万高清比目前的传统监控门槛高得多,需要更强大的综合实力,尤其是储备大量的研发力量。

  传统模拟摄像机厂家在加工生产上具备一定的经验与基础,但是在数字高清摄像机的网络视频标准未形成与推广开来时,厂家既要做前端摄像机,还要开发生产后端录像机及监控软件,这是以加工为主的模拟摄像机厂家们之前普遍缺乏积累的。另外,数字高清摄像机内感光器的光学与图像处理等技术,比如色彩校正,电子快慢门,宽动态等等,虽然与模拟摄像机有相似性,但是模拟摄像机的这部分技术之前主要是由半导体公司所为,这些厂家们大多没有这方面的开发积累。传统普通网络摄像机与视频服务器的厂家,他们会在后台软件方面积累一定经验,但是同样会遇到模拟摄像机厂家们一样的阻力。半导体公司则希望做出完整的技术方案,希望任何公司都能生产,但是也同样受限网络视频标准的形成与推广,半导体公司必须提供各种感光器的低照度、红外、宽动态等全系列摄像机与丰富的后端录像设备及核心软件,从而吸引大量没有研发的加工厂家变成百万高清产品厂商。这比之前模拟时代半导体免费提供摄像机方案还要复杂”。

  从目前国内安防高清现状来看,除了技术上的障碍外,高清监控实施许多关键环节的问题尚待解决。如网络带宽的制约,比如存储产品的高昂,比如控制管理软硬件方面的亟待开发,对于几百路、上千路的高清监控工程来说,这些都是亟待解决的问题。另外,高清系统的高成本也是市场发展的受限的阻力之一。高清应用的投入相对偏高,这主要体现在基础设施投入和系统本身的投入上。高清系统的部署对于存储、网络带宽等基础配套设施的要求,要比标清系统更高;而高清设备本身的成本也会高于标清产品不少。从用户考虑,目前市场并不成熟,高清监控的昂贵成本并不符合一般安防市场的要求,人们更倾向于采用网络视频监控、甚至数模混合系统,毕竟,整个安防工程的成本对于中国安防市场来说,还是相当高昂的。对于众多的普通用户而言,投入成本是影响他们进一步选择的重要因素之一。

  高清给视频传输和存储带来挑战

  目前,高清在实际的应用中还是存在一定的障碍。高清的应用还只是在一些行业的解决方案上,在一些行业领域有一些应用,在常规的监控市场,高清监控还没有铺开,网络环境这个硬指标也是限制高清视频监控推广的一个重要因素。从技术标准上来讲,720P的分辨率是目前普通标清CIF的9倍左右,1080P的分辨率则是目前标清CIF的20倍左右,前端采用高清摄像机无疑会带来庞大的数据流,而系统能否实现高清,首先面临的则是传输系统能否接纳如此庞大的高清数据流。

  目前IP高清监控的传输都是采用网络的方式,它是不可以接入传统监控系统的,传统的监控系统采用高清接入只能采用SDI或SCDMA的传输方式。这种传输方式的传输距离有限,只能通过光纤链路来实现,但相关配套设备的高清化刚刚起步,设备成本非常高。并且即使采用光纤传输,也只是解决了实时浏览的问题,视频信息的存储依然无法摆脱编码压缩和IP传输。

  网络高清摄像头是高清监控系统的主力军,因而网络传输已成为目前高清监控最经济型的传输方式选择,但是同样受着网络带宽的约束。网络传输的方式有三种,一是3G无线网络,二是无线专网,其三是光网络。如果传输高清视频,今天的3G无线网络达不到要求。高清视频上传需要2MB带宽,而今天WCDMA和CDMA2000的上传带宽只有600KB到800KB,TD-SCDMA带宽要更窄一些,而这样的带宽条件只能传输分辨率较低的4路CIF或一路D1,还传输不了高清视频。以目前基础的百万像素高清720P规格计算,码流约是D1的2倍,带宽达到4M左右,而采取1080P计算,码流更是D1的5倍,所用带宽约为10M。以100M以太网为例,在确保流畅的前提下,实际上同时只能承载5路左右的高清图像,但如果同一视频源有多个用户访问,占用的带宽会更大。换成千兆以太网可以承担几十路,对于小规模高清监控系统,可以有效解决,对于大工程而言,传输性能就会成为绊脚石。
(中国集群通信网 | 责任编辑:陈晓亮)

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